(57)【要約】【課題】基板と成形型との間からあふれ出た樹脂の成形型側面部への回りこみによる無用な硬化を防ぎ、製造効率を上げることのできる成形装置、成形型部材、ウエハレンズ及びウエハレンズ用成形型の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板３と、レンズ部５に対応する複数の凹部４４が形成された成形面を有するサブサブマスター４０と、ガラス基板３及びサブサブマスター４０の少なくとも一方側に配置さえた光源５２，５４とを有し、サブサブマスター４０の成形面とガラス基板３との間に光硬化性樹脂５Ａを配置して押圧し、光源５２，５４からの照射光により光硬化性樹脂５Ａを硬化させる成形装置３００であって、サブサブマスター４０は照射光に対して光透過性を有すると共に、光硬化性樹脂５Ａが回りこむサブサブマスター４０の側面部には照射光に対して不透過な不透過層４８が形成されている。【選択図】図５
2010105357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
アレイ状に形成されたレンズ形状もしくはレンズ形状に対応したネガ形状の、複数の凸部又は凹部が形成された前記基板に対向する成形面を有する成形型部材と、
前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方側に配置された光源と、を有し、前記成形型部材の成形面と前記基板との間に光硬化性樹脂を配置し、前記成形型部材もしくは前記基板のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させる事で前記成形面を前記光硬化性樹脂に押圧し、前記光源から照射した光により前記光硬化性樹脂を硬化させて前記成形型部材の成形面形状を前記光硬化性樹脂に転写する成形装置であって、
前記成形型部材は、前記光源からの照射光に対して光透過性を有すると共に、押圧される前記光硬化性樹脂が回りこむ前記成形型部材の側面部には前記光源からの照射光に対して不透過な不透過層が形成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記成形型部材は、前記レンズ形状に対応した凸部又は凹部を形成したサブマスター型部材であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記成形型部材は、前記レンズ形状に対応したネガ形状の凸部又は凹部を形成したサブサブマスター型部材であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項４】
前記不透過とは、透過率が０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形装置。
【請求項５】
前記不透過とは、透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形装置。
【請求項６】
前記光硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形装置。
【請求項７】
アレイ状に形成されたレンズ形状もしくはレンズ形状に対応したネガ形状の複数の凸部又は凹部が形成された成形面を有し、所定波長光に対して光透過性を有する成形型部材であって、
前記成形型部材の側面部に、前記所定波長光に対して不透過な不透過層が形成されていることを特徴とする成形型部材。
【請求項８】
前記成形型部材は、前記成形型部材の成形面が前記レンズ形状に対応した凸部又は凹部を形成したサブマスター型部材であることを特徴とする請求項７に記載の成形型部材。
【請求項９】
前記成形型部材は、前記成形型部材の成形面が前記レンズ形状のネガ形状である凸部又は凹部を形成したサブサブマスター型部材であることを特徴とする請求項７に記載の成形型部材。
【請求項１０】
前記不透過とは、透過率が０％であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の成形型部材。
【請求項１１】
前記不透過とは、透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の成形型部材。
【請求項１２】
前記光硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の成形型部材。
【請求項１３】
基板と、請求項８に記載の成形型部材との間に光硬化性樹脂を介在させ、前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させることにより前記成形型部材の成形面を前記光硬化性樹脂に押圧、硬化させることで前記成形面の面形状を転写させるウエハレンズ成形用型の製造方法。
【請求項１４】
基板と、請求項９に記載の成形型部材との間に光硬化性樹脂を介在させ、前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させることにより前記成形型部材の成形面を前記光硬化性樹脂に押圧、硬化させることで前記成形面の面形状を転写させるウエハレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置、成形型部材、ウエハレンズ及びウエハレンズ用成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス平板に熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂からなるレンズ部（光学部材）を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
更に、この技術を適用した光学レンズの製造方法として、ガラス平板と成形型との間に硬化性樹脂を注入し、ガラス平板と成形型との間隔を狭めていくことによって、成形型の成形面に形成された転写形状に硬化性樹脂が充填されて、成形型に対応する形状が転写され、硬化性樹脂からなる光学部材が複数設けられた、いわゆる「ウエハレンズ」が形成される。これによって、複数のレンズが一体化された状態で同時に成形され、成形後にガラス平板部をカットする方法が開発されている。この製造方法によれば、光学レンズの製造コストを低減することができる。
【０００４】
ところで、ガラス平板と成形型との間に硬化性樹脂を注入する際に、転写形状に十分に充填する樹脂量を精密に制御することは困難である。そのため、充填不足を回避するため、成形されるレンズ形状に必要な樹脂量よりも多い量の硬化性樹脂を配置する事が行われる。その結果、成形型による硬化性樹脂の押圧によりあふれ出てしまうという問題が生ずる。
そこで、余剰のＵＶ樹脂を再度回収するため、余剰樹脂をレンズ型の周囲の堰に流下させ、余剰樹脂の上にＵＶに対して不透明な枠を設置し、この枠で余剰樹脂を遮光することによって液状態で回収する技術が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３９２６３８０号
【特許文献２】特開平３−７５７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなガラス平板と成形型との間からあふれ出た樹脂は、上下の基板の側面部に回り込む場合があり、このような側面部に付着した不要な樹脂がそのまま硬化されると、硬化した樹脂部材が成形型から離型できない、もしくはその除去には多くの工程数を要するという問題がある。
しかしながら特許文献２の技術は、あくまで余剰樹脂の回収に目が向けられており、図６にあるように、 成形型４００と樹脂４０１とが成形型４００の側面部４０２に回り込んだ樹脂４０１が硬化することにより固着してしまう点については考慮されていない。
また、成形型以外に別部材の「枠」や「堰」を使用する必要があり、部品点数が多くコストが嵩むという問題がある。更にまた、レンズ型と透明基材との間に注入された樹脂量が少ない場合には、樹脂が確実に堰内へ流下しないこともあり、レンズ型と透明基材の側面部に付着してしまうこともある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基板と成形型との間からあふれ出た樹脂の成形型側面部への回りこみによる無用な硬化を防ぎ、製造効率を上げることのできる成形装置、成形型部材、ウエハレンズ及びウエハレンズ用成形型の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、基板と、
アレイ状に形成されたレンズ形状もしくはレンズ形状に対応したネガ形状の、複数の凸部又は凹部が形成された前記基板に対向する成形面を有する成形型部材と、
前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方側に配置された光源と、を有し、前記成形型部材の成形面と前記基板との間に光硬化性樹脂を配置し、前記成形型部材もしくは前記基板のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させる事で前記成形面を前記光硬化性樹脂に押圧し、前記光源から照射した光により前記光硬化性樹脂を硬化させて前記成形型部材の成形面形状を前記光硬化性樹脂に転写する成形装置であって、
前記成形型部材は、前記光源からの照射光に対して光透過性を有すると共に、押圧される前記光硬化性樹脂が回りこむ前記成形型部材の側面部には前記光源からの照射光に対して不透過な不透過層が形成されていることを特徴とする成形装置が提供される。
好ましくは、前記成形型部材は、前記レンズ形状に対応した凸部又は凹部を形成したサブマスター型部材である。
好ましくは、前記成形型部材は、前記レンズ形状に対応したネガ形状の凸部又は凹部を形成したサブサブマスター型部材である。
好ましくは、前記不透過とは透過率が０％である。
また、好ましくは、前記不透過とは透過率が５０％以下である。
好ましくは、前記光硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂である。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、アレイ状に形成されたレンズ形状もしくはレンズ形状に対応したネガ形状の複数の凸部又は凹部が形成された成形面を有し、所定波長光に対して光透過性を有する成形型部材であって、
前記成形型部材の側面部に、前記所定波長光に対して不透過な不透過層が形成されていることを特徴とする成形型部材が提供される。
好ましくは、前記成形型部材は、前記成形型部材の成形面が前記レンズ形状に対応した凸部又は凹部を形成したサブマスター型部材である。
好ましくは、前記成形型部材は、前記成形型部材の成形面が前記レンズ形状のネガ形状である凸部又は凹部を形成したサブサブマスター型部材である。
好ましくは、 前記不透過とは、透過率が０％である。
また、好ましくは、 前記不透過とは、透過率が５０％以下である。
好ましくは、前記光硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂である。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記成形型部材（サブマスター型部材）との間に光硬化性樹脂を介在させ、前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させることにより前記成形型部材の成形面を前記光硬化性樹脂に押圧、硬化させることで前記成形面の面形状を転写させるウエハレンズ成形用型の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記成形型部材（サブサブマスター型部材）との間に光硬化性樹脂を介在させ、前記基板及び前記成形型部材のいずれか少なくとも一方を他方に対して移動させることにより前記成形型部材の成形面を前記光硬化性樹脂に押圧、硬化させることで前記成形面の面形状を転写させるウエハレンズの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サブサブマスター型部材及びサブマスター型部材は光透過性であり、各成形型部材の側面部を光不透過とするので、基板と各成形型部材との間から光硬化性樹脂があふれ出て成形型部材の側面部へ回りこんだ場合でも、そのあふれ出た樹脂が成形型部材の側面部で硬化しない。そのため、あふれ出た樹脂を拭き取るだけで、容易に除去することができ、硬化した樹脂を除去する工程を省略することができる。また、あふれ出た樹脂を容易に除去できることから、その後の離型工程にも支障とならずに、製造効率を上げることができる。さらに、光硬化性樹脂の注入量の高精度制御がなくても、あふれ出た未硬化樹脂を拭き取るだけで、サブマスター型部材と同等寸法のサブサブマスター型部材や、サブサブマスター型部材と同等寸法のウエハレンズを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１に示す通り、ウエハレンズ１は円形状のガラス基板（基板）３と複数のレンズ部（光学部材）５とを有しており、ガラス基板３上に複数のレンズ部５がアレイ状に配置された構成を有している。レンズ部５はガラス基板３の表面に形成されていてもよいし、表裏両面に形成されていてもよい。
【００１２】
＜レンズ部＞
レンズ部５は樹脂５Ａで形成されている。この樹脂５Ａとしては、光硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性樹脂としては、アクリル樹脂及びアリル樹脂であればラジカル重合により反応硬化させることができる。エポキシ系の樹脂であればカチオン重合により反応硬化させることができる。
【００１３】
以下、上記各樹脂について詳細を次に記す。
(アクリル樹脂)
重合反応に用いられる(メタ)アクリレートは特に制限はなく、一般的な製造方法により製造された下記(メタ)アクリレートを使用することができる。エステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、エーテル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、アルキレン(メタ)アクリレート、芳香環を有する(メタ)アクリレート、脂環式構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。これらを１種類又は２種類以上を用いることができる。
特に脂環式構造を持つ(メタ)アクリレートが好ましく、酸素原子や窒素原子を含む脂環構造であってもよい。例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メ
タ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、ビシクロヘプチル(メタ)アクリ
レート、トリシクロデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレートや、イソボロニル(メタ)アクリレート、水添ビスフェノール類のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また特にアダマンタン骨格を持つと好ましい。例えば、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート（特開２００２−１９３８８３号公報参照）、アダマンチルジ（メタ）アクリレート（特開昭５７−５００７８５）、アダマンチルジカルボン酸ジアリル（特開昭６０―１００５３７）、パーフルオロアダマンチルアクリル酸エステル（特開２００４−１２３６８７）、新中村化学製  2-メチル-2-アダマン
チルメタクリレート、1,3-アダマンタンジオールジアクリレート、1,3,5-アダマンタントリオールトリアクリレート、不飽和カルボン酸アダマンチルエステル（特開２０００−１１９２２０）、３，３’−ジアルコキシカルボニル-1,1’ビアダマンタン（特開２００１−２５３８３５号公報参照）、１，１’−ビアダマンタン化合物（米国特許第３３４２８８０号明細書参照）、テトラアダマンタン（特開２００６−１６９１７７号公報参照）、２−アルキル−２−ヒドロキシアダマンタン、２−アルキレンアダマンタン、１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル等の芳香環を有しないアダマンタン骨格を有する硬化性樹脂（特開２００１−３２２９５０号公報参照）、ビス(ヒドロキシフェニル)アダマンタン類やビス（グリシジルオキシフェニル）アダマンタン（特開平１１−３５５２２号公報、特開平１０−１３０３７１号公報参照）等が挙げられる。
また、その他反応性単量体を含有することも可能である。(メタ)アクリレートであれば、例えば、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタアクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、などが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとして、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールセプタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００１４】
(アリルエステル樹脂)
アリル基を持ちラジカル重合による硬化する樹脂で、例えば次のものが挙げられるが、特に以下のものに限定されるわけではない。
芳香環を含まない臭素含有（メタ）アリルエステル（特開２００３−６６２０１号公報参照）、アリル（メタ）アクリレート（特開平５−２８６８９６号公報参照）、アリルエステル樹脂（特開平５−２８６８９６号公報、特開２００３−６６２０１号公報参照）、アクリル酸エステルとエポキシ基含有不飽和化合物の共重合化合物（特開２００３−１２８７２５号公報参照）、アクリレート化合物（特開２００３−１４７０７２号公報参照）、アクリルエステル化合物（特開２００５−２０６４号公報参照）等が挙げられる。
【００１５】
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、エポキシ基を持ち光又は熱により重合硬化するものであれば特に限定されず、硬化開始剤としても酸無水物やカチオン発生剤等を用いることができる。エポキシ樹脂は硬化収縮率が低いため、成形精度の優れたレンズとすることができる点で好ましい。
エポキシの種類としては、ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。その一例として、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、２，２’−ビス（４−グリシジルオキシシクロヘキシル）プロパン、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカーボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−５，５−スピロ−（３，４−エポキシシクロヘキサン）−１，３−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、１，２−シクロプロパンジカルボン酸ビスグリシジルエステル等を挙げることができる。
硬化剤は硬化性樹脂材料を構成する上で使用されるものであり特に限定はない。また、本発明において、硬化性樹脂材料と、添加剤を添加した後の光学材料の透過率を比較する場合、硬化剤は添加剤には含まれないものとする。硬化剤としては、酸無水物硬化剤やフェノール硬化剤等を好ましく使用することができる。酸無水物硬化剤の具体例としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、あるいは３−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸と４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸との混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸等を挙げることができる。また、必要に応じて硬化促進剤が含有される。硬化促進剤としては、硬化性が良好で、着色がなく、熱硬化性樹脂の透明性を損なわないものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）等のイミダゾール類、３級アミン、４級アンモニウム塩、ジアザビシクロウンデセン等の双環式アミジン類とその誘導体、ホスフィン、ホスホニウム塩等を用いることができ、これらを１種、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
【００１６】
ウエハレンズ１の製造にあたっては、成形用の型として、図２のマスター型部材（以下、単に「マスター」とする）１０、サブマスター型部材（以下、単に「サブマスター」とする）３０、サブサブマスター型部材（以下、単に「サブサブマスター」とする）４０が使用される。
マスター１０はサブマスター２０を製造する際に用いる母型であり、サブマスター２０はウエハレンズ１（レンズ部５）を成形する際に用いる成形型であり、サブサブマスター４０はサブマスター２０を成形する際に用いる成形型である。
サブマスターをサブサブマスター型から転写成形するのは、ウエハレンズのようにアレイ状の複数の光学部材を同時形成するための成形型を、単一の光学部材用成形型のように切削により形成するのは精度上困難であるためである。サブマスター２０はウエハレンズ１を量産するのに複数回にわたり使用されるが、、その使用目的，使用頻度などにおいてマスター１０とは異なるものである。本実施形態では、マスター１０を精密加工用成形型の一例として使用している。
なお、ウエハレンズ１は、サブマスター３０、サブサブマスター４０、後述する光源５２，５４、サブサブマスター基板４６、ガラス基板３、真空チャック装置２６０等を備える成形装置３００によって製造される。
【００１７】
＜マスター＞
図２（ａ）に示す通り、マスター１０は直方体状のベース部１２に対し複数の凹部１６がアレイ状に形成されている。凹部１６はウエハレンズ１のレンズ部５に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。
【００１８】
マスター１０の成形材料としては、金属または金属ガラスを用いることができる。分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、SC系、SCM系、SUS系が挙げられる。さらに具体的には、SC系はPXZがある。SCM系はHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系は、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙
げられる。また、鉄系の合金としては特開2005-113161や特開2005-206913が挙げられる。非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平10-219373、特開2000-176970に示されている合金が挙げられる。
また、マスター１０の成形材料としてガラスを用いることもできる。マスター１０にガラスを用いれば、UV光を通すというメリットも得られる。一般的に使用されているガラスであれば特に限定されない。
【００１９】
特に、マスター１０のモールド成形用材料としては、低融点ガラスや、金属ガラスのように低温で容易に流動性が確保できる材料が挙げられる。低融点ガラスを使用すれば、UV硬化性の材料を成形する際にサンプルの金型側からも照射できるようになるため有利である。低融点ガラスとしては、ガラス転移点が６００℃程度またはそれ以下のガラスで、ガラス組成がZnO-PbO- B2O3、PbO-SiO2-B2O3、PbO-P2O5-SnF2などが挙げられる。また、
４００℃以下で溶融するガラスとして、PbF2-SnF2-SnO-P2O5及びその類似構造品が挙げられる。具体的な材料として、S-FPL51、S-FPL53、S-FSL 5、S-BSL 7、S-BSM 2、S-BSM 4、S-BSM 9、S-BSM10、S-BSM14、S-BSM15、S-BSM16、S-BSM18、S-BSM22、S-BSM25、S-BSM28
、S-BSM71、S-BSM81、S-NSL 3、S-NSL 5、S-NSL36、S-BAL 2、S-BAL 3、S-BAL11、S-BAL12、S-BAL14、S-BAL35、S-BAL41、S-BAL42、S-BAM 3、S-BAM 4、S-BAM12、S-BAH10、S-BAH11、S-BAH27、S-BAH28、S-BAH32、S-PHM52、S-PHM53、S-TIL 1、S-TIL 2、S-TIL 6、S-TIL25、S-TIL26、S-TIL27、S-TIM 1、S-TIM 2、S-TIM 3、S-TIM 5、S-TIM 8、S-TIM22、S-TIM25、S-TIM27、S-TIM28、S-TIM35、S-TIM39、S-TIH 1、S-TIH 3、S-TIH 4、S-TIH 6、S-TIH10、S-TIH11、S-TIH13、S-TIH14、S-TIH18、S-TIH23、S-TIH53、S-LAL 7、S-LAL 8、S-LAL 9、S-LAL10、S-LAL12、S-LAL13、S-LAL14、S-LAL18、S-LAL54、S-LAL56、S-LAL58、S-LAL59、S-LAL61、S-LAM 2、S-LAM 3、S-LAM 7、S-LAM51、S-LAM52、S-LAM54、S-LAM55、S-LAM58、S-LAM59、S-LAM60、S-LAM61、S-LAM66、S-LAH51、S-LAH52、S-LAH53、S-LAH55、S-LAH58、S-LAH59、S-LAH60、S-LAH63、S-LAH64、S-LAH65、S-LAH66、S-LAH71、S-LAH79、S-YGH51、S-FTM16、S-NBM51、S-NBH 5、S-NBH 8、S-NBH51、S-NBH52、S-NBH53、S-NBH55、S-NPH 1、S-NPH 2、S-NPH53 、P-FK01S、P-FKH2S、P-SK5S、P-SK12S、P-LAK13S、P-LASF03S、P-LASFH11S、P-LASFH12S等が挙げられるが特にこれらに限定される必要はない。
また、金属ガラスも同様にモールドにより、容易に成形することができる。金属ガラスとしては特開平８−１０９４１９、特開平８−３３３６６０、特開平１０−８１９４４、特開平１０−９２６１９、特開２００１−１４００４７、特開２００１−３０３２１８、特表２００３−５３４９２５のような構造が挙げられているが、特にこれらに限定される必要はない。
【００２０】
＜サブマスター＞
図２（ｂ）に示す通り、サブマスター３０はサブマスター成形部３２とサブマスター基板３６とで構成されている。サブマスター成形部３２には複数の凸部３４がアレイ状に形成されている。凸部３４の表面（成形面）形状はウエハレンズ１におけるレンズ部５に対応するポジ形状となっており、この図では略半球形状に突出している。
【００２１】
≪サブマスター成形部≫
サブマスター成形部３２は、光硬化性樹脂３２Ａによって形成されている。樹脂３２Ａとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。
光硬化性樹脂としては、フッ素系樹脂が挙げられる。中でも、離型性の良好なもの、つまり硬化させた時の表面エネルギーの低い樹脂が好ましい。
【００２２】
以下、フッ素系樹脂について詳細に説明する。
（フッ素系樹脂）
フッ素系樹脂としては、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）、PFA（テトラフルオロ
エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、FEP（テトラフルオロエチ
レン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４，６フッ素化））、ETFE（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、PVDF（ポリビニリデンフルオライド（２フッ化））、PCTFE（ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化））、ECTFE（クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体）、PVF（ポリビニルフルオライド）等が挙げられる。
フッ素系樹脂の優位点としては、離型性、耐熱性、耐薬品性、絶縁性、低摩擦性などだが、欠点としては、結晶性なので透明性に劣る。融点が高いので、成形時に高温（３００℃程度）が必要である。
また、成形方法は、射出成形、押出成形、ブロー成形、トランスファー成形などであり、その中でも特に、光透過性に優れ、射出成形や押出成形も可能なＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等が好ましい。
溶融成形可能なグレートとしては、例えば、旭硝子製  Fluon  PFA、住友3M社製  Dyneon  PFA、Dyneon  THV  等が挙げられる。特に、Dyneon  THVシリーズは、低融点（１２０℃程度）なので、比較的低温で成形でき、高透明なので好ましい。
【００２３】
また、サブマスター３０の側面部（サブマスター成形部３２の側面部）には、サブマスター３０に塗布する樹脂（後述のサブサブマスター４０を成形する際に使用する樹脂４２Ａ）を光照射により硬化させる波長に対して不透過な不透過層３８が設けられている。
ここで、不透過とは、光照射により硬化させる波長に対して透過率が５０％以下のことを言い、より好ましくは０％である。但し、光エネルギーを付与する時間が、硬化に必要な最小時間１に対して、１．１程度に管理されていることを前提とする。硬化は、（単位時間当たりの光エネルギー×時間）＝光エネルギー量により進行するため、仮に透過率を５０％に管理しても、必要時間の２倍以上の照射を行えば、遮光効果が得られず、樹脂が硬化する可能性があるからである。
不透過層３８としては、クロムやアルミニウムなどを蒸着・スパッタリングなどによって成膜してなる金属層であっても良いし、アルミニウムなどの金属箔を貼り付けたものでもここでいう「不透過層」に含まれる。さらには、着色フィルムを貼り付けて不透過としても同様に含まれる。
また、図４（ｃ）に示す通り、不透過層３８aは、サブマスター成形部３２の側面部と、サブマスター基板３６の下面のうちサブマスター成形部３２が形成されていない箇所（サブマスター基板３６の下面縁部）に跨って設けても良い。この場合、樹脂４２Ａの未硬化を確実にできる点で好ましい。
【００２４】
≪サブマスター基板≫
サブマスター基板３６は、サブマスター３０のサブマスター成形部３２のみでは強度に劣る場合でも、基板に樹脂を貼り付けることでサブマスター３０の強度が上がり、何回も成形することができるという、裏打ち材のことである。
サブマスター基板３６としては、石英、シリコーンウェハ、金属、ガラス、樹脂等、平滑性の出ているものなら何れでもよい。
透明性の観点で、サブマスター３０の上からでも下からでもＵＶ照射できるという点を考慮すると、透明な型、例えば石英やガラスや透明樹脂等が好ましい。透明樹脂は、ＵＶ硬化性樹脂が好ましく、樹脂中に、微粒子が添加されていて線膨張係数を下げる等の効果があってもよい。このように樹脂を使用することによって、ガラスより撓むので離型する際により離型し易いが、樹脂は線膨張係数が大きいので、UV照射の際に熱が発生すると、形状が変形してきれいに転写することができないという欠点がある。
【００２５】
＜サブサブマスター＞
図２（ｃ）に示す通り、サブサブマスター４０はサブサブマスター成形部４２とサブサブマスター基板４６とで構成されている。サブサブマスター成形部４２には複数の凹部４４がアレイ状に形成されている。凹部４４の表面（成形面）形状はウエハレンズ１におけるレンズ部５に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。
【００２６】
≪サブサブマスター成形部≫
サブサブマスター成形部４２も、上記サブマスター３０の樹脂３２Ａと同様に光硬化性樹脂を使用することができる。特に、離型性の良好な透明樹脂が好ましい。離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。
また、サブサブマスター４０の側面部（サブマスター成形部４２の側面部）には、サブサブマスター４０に塗布する樹脂（後述のレンズ部５を成形する際に使用する樹脂５Ａ）を光照射により硬化させる波長に対して不透過な不透過層４８が設けられている。なお、不透過の定義は上述したものと同様である。
不透過層４８としては、不透過層３８と同様にクロムやアルミニウムなどを蒸着・スパッタリングなどによって成膜してなる金属層であっても良いし、アルミニウムなどの金属箔を貼り付けたものでもここでいう「不透過層」に含まれる。さらには、着色フィルムを貼り付けて不透過としても同様に含まれる。
また、図５（ｃ）に示す通り、不透過層４８aは、サブサブマスター成形部４２の側面部と、サブサブマスター基板４６の下面のうちサブサブマスター成形部４２が形成されていない箇所（サブサブマスター基板４６の下面縁部）に跨って設けても良い。この場合、重視５Ａの未硬化を確実にできる点で好ましい。
【００２７】
≪サブサブマスター基板≫
サブサブマスター基板４６も、上記サブマスター４０の樹脂４２Ａと同様の材料を使用することができる。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照しながら、ウエハレンズ１の製造方法について説明する。
【００２９】
図３（ａ）に示す通り、マスター１０上に樹脂３２Ａを塗布し、マスター１０の凹部１６を樹脂３２Ａに転写し、樹脂３２Ａが硬化する前に、図３（ｂ）に示す通り、サブマスター基板３６を装着する（室温で裏打ちする）。
【００３０】
マスター１０上に樹脂３２Ａを塗布する場合には、スプレーコート，スピンコート等の手法を用いる。この場合、真空引きしながら樹脂３２Ａを塗布してもよい。真空引きしながら樹脂３２Ａを塗布すれば、樹脂３２Ａに気泡を混入させずに樹脂３２Ａを硬化させることができる。
【００３１】
また、樹脂３２Ａとの離型性を上げるために、マスター１０の表面に離型剤を塗布することがより好ましい。
離型剤を塗布する場合、マスター１０の表面改質を行う。具体的には、マスター１０の表面にＯＨ基を立たせる。表面改質の方法は、ＵＶオゾン洗浄、酸素プラズマアッシング等が使用される。
【００３２】
サブマスター基板３６は石英であってもよいし、ガラス板であってもよく、十分な曲げ強度とＵＶ透過率を有することが重要である。サブマスター成形部３２とサブマスター基板３６との密着性を高めるために、サブマスター基板３６に対しシランカップリング剤を塗布するなどの処理を行ってもよい。さらに、サブマスター基板３６は、その大きさがマスター１０よりも大きなものを使用することが剥離し易い点で好ましい。
【００３３】
次いで、サブマスター３０の上方に配置した光源５０を点灯させ光照射する。
光源５０としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、ブラックライト、Ｇランプ、Ｆランプ等が挙げられ、線状光源であってもよいし点状光源であってもよい。高圧水銀ランプは、365nm、436nmに狭いスペクトルを持つランプである。メタルハライドランプは、水銀灯の一種で、紫外域における出力は高圧水銀ランプよりも数倍高い。キセノンランプは、最も太陽光に近いスペクトルを持つランプである。ハロゲンランプは長波長の光を多く含んでおり、近赤外光がほとんどであるランプである。蛍光灯は光の三原色に均等な照射強度を持っている。ブラックライトはピークトップを351nmに持ち、300nm〜400nmの近紫外光を放射するライトである。
【００３４】
光源５０から光照射する場合には、複数の線状又は点状の光源５０を格子状に配置して樹脂３２Ａの全面に一度に光が到達するようにしてもよいし、線状又は点状の光源５０を樹脂３２Ａの表面に対し平行にスキャニングして樹脂３２Ａに順次光が到達するようにしてもよい。この場合、好ましくは光照射時の輝度分布や照度（強度）分布を測定し、その測定結果に基づき照射回数，照射量，照射時間等を制御する。
樹脂３２Ａを光硬化させた後（サブマスター３０の作製後）においては、サブマスター３０に対しポストキュア（加熱処理）をおこなってもよい。このように光硬化により樹脂と成形型とが離型できる程度に硬化させておき、その後でポストキュアをおこなえば、サブマスター３０の樹脂３２Ａを完全に硬化させることができ、サブマスター３０の型寿命を延ばすことができる。
このように光照射により樹脂３２Ａを硬化させ、樹脂３２Ａに対し複数の凸部３４を形成する。これにより、サブマスター成形部３２が形成される。
【００３５】
なお、サブマスター成形部３２（樹脂３２Ａ）をサブマスター基板３６で裏打ちする際には、従来より公知の真空チャック装置２６０を用い、この真空チャック装置２６０の吸引面２６０Ａにサブマスター基板３６を吸引保持しつつ、吸引面２６０Ａをマスター１０における凹部１６の成形面に対し平行な状態として、サブマスター成形部３２をサブマスター基板３６で裏打ちすることが好ましい。これにより、マスター１０における凹部１６の成形面に対してサブマスター３０の裏面３０Ａ（サブマスター基板３６側の面）が平行となり、サブマスター３０において凸部３４の成形面が裏面３０Ａと平行となる。従って、サブマスター３０によってサブサブマスター４０を成形する際に、サブマスター３０の基準面、つまり裏面３０Ａを凸部３４の成形面と平行にすることができるため、サブサブマスター４０が偏芯したり、厚みにばらつきを有したりするのを防止し、サブサブマスター４０の形状精度を向上させることができる。また、真空チャック装置２６０によってサブマスター３０を吸引保持するため、真空排気のオン／オフのみによってサブマスター３０を着脱することができる。従って、サブマスター３０の配置を容易に行なうことができる。
ここで、凸部３４の成形面に対して裏面３０Ａが平行であるとは、具体的には、凹部３４の成形面における中心軸に対して裏面３０Ａが垂直であることをいう。
【００３６】
また、真空チャック装置２６０の吸引面２６０Ａは石英材料で構成されるのが好ましい。但し、その他にもホウ酸ガラス、例えばパイレックス（商標：コーニング社）などは、長波長側から３００ｎｍあたりまで約９０％と高い光透過率を維持しており、使用可能である。この場合には、吸引面２６０Ａの硬度が高くなり、サブマスター２０（サブマスター基板２６）の着脱によって当該吸引面２６０Ａに傷が付き難いため、吸引面２６０Ａの面精度を高く維持することができる。また、このようなセラミック材料としては、窒化珪素やサイアロンを用いるのが好ましい。この場合には、線膨張係数が１．３ｐｐｍと小さいため、温度変化に対して吸引面２６０Ａの平面度を高く維持することができる。
【００３７】
図３（ｃ）に示す通り、マスター１０からサブマスター成形部３２とサブマスター基板３６とを離型し、サブマスター３０が形成される。
サブマスター３０を形成したら、サブマスター成形部３２の側面部に金属膜や金属箔、着色フィルム等によって不透過層３８を形成する。
【００３８】
図４（ａ）に示す通り、サブサブマスター基板４６上に樹脂４２Ａを塗布し、樹脂４２Ａの上方からサブマスター３０を押圧する。
【００３９】
サブサブマスター基板４６上に樹脂４２Ａを塗布する場合には、スプレーコート，スピンコート等の手法を用いる。この場合、真空引きしながら樹脂４２Ａを塗布してもよい。真空引きしながら樹脂４２Ａを塗布すれば、樹脂４２Ａに気泡を混入させずに樹脂４２Ａを硬化させることができる。
サブサブマスター基板４６上に樹脂４２Ａを塗布するのに代えて、サブマスター３０上に樹脂４２Ａを塗布し、樹脂４２Ａが塗布されたサブマスター３０をサブサブマスター基板４６で押圧するような構成としてもよい。
【００４０】
サブサブマスター基板４６を押圧する場合に、サブサブマスター基板４６は、サブマスター３０と軸合わせをするための構造が付与されているのが好ましい。サブサブマスター基板４６が円形状を呈している場合には、例えばＤカット，Ｉカット，マーキング，切欠き部等を形成しておくのが好ましい。サブサブマスター基板４６を多角形状としてもよく、この場合にはサブマスター３０との軸合わせが容易である。
【００４１】
樹脂４２Ａを硬化させる場合には、サブマスター３０の上方に配置した光源５２を点灯させサブマスター３０側から光照射してもよいし、サブサブマスター基板４６の下方に配置した光源５４を点灯させサブサブマスター基板４６側から光照射してもよいし、光源５２，５４の両方を同時に点灯させサブマスター３０側とサブサブマスター基板４６側との両側から光照射してもよい。
【００４２】
光源５２，５４としては、上述した光源５０と同様の高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、ブラックライト、Ｇランプ、Ｆランプ等を使用でき、線状光源であってもよいし点状光源であってもよい。
【００４３】
光源５２，５４から光照射する場合には、複数の線状又は点状の光源５２，５４を格子状に配置して樹脂４２Ａに一度に光が到達するようにしてもよいし、線状又は点状の光源５２，５４をサブマスター３０，サブサブマスター基板４６に対し平行にスキャニングして樹脂４２Ａに順次光が到達するようにしてもよい。この場合、好ましくは光照射時の輝度分布や照度（強度）分布を測定し、その測定結果に基づき照射回数，照射量，照射時間等を制御する。
【００４４】
樹脂４２Ａが硬化すると、サブマスター３０の凸部３４が樹脂４２Ａに転写され、樹脂４２Ａに対して複数の凹部４４が形成され、これによりサブサブマスター成形部４２が形成される。
このとき、サブマスター３０の側面部には不透過層３８が設けられているので、サブマスター３０をサブサブマスター基板４６に対して押圧することによって、サブマスター３０とサブサブマスター基板４６との間から樹脂４２Ａがあふれ出ていても、サブマスター３０（サブマスター成形部３２）の側面部には、樹脂４２Ａが硬化しない。
【００４５】
図４（ｂ）に示す通り、所望の箇所に充填された樹脂４２Ａが硬化したら、サブサブマスター成形部４２とサブサブマスター基板４６とをサブマスター３０から離型し、サブサブマスター４０が製造される。なお、この際にも、上記真空チャック装置２６０を用いることが好ましい。
サブサブマスター４０を形成したら、図５（ａ）に示す通り、サブサブマスター成形部４２の側面部に金属膜や金属箔、着色フィルム等によって不透過層４８を形成する。
【００４６】
次いで、ガラス基板３上に樹脂５Ａを塗布し、樹脂５Ａの上方からサブサブマスター４０を押圧する。
【００４７】
ガラス基板３上に樹脂５Ａを塗布する場合には、スプレーコート，スピンコート等の手法を用いる。この場合、真空引きしながら樹脂５Ａを塗布してもよい。真空引きしながら樹脂５Ａを塗布すれば、樹脂５Ａに気泡を混入させずに樹脂５Ａを硬化させることができる。
ガラス基板３上に樹脂５Ａを塗布するのに代えて、サブサブマスター４０上に樹脂５Ａを塗布し、樹脂５Ａが塗布されたサブサブマスター４０をガラス基板３で押圧するような構成としてもよい。
【００４８】
樹脂５Ａを硬化させる場合には、図４（ａ）と同様に、サブサブマスター４０の上方に配置した光源５２を点灯させサブサブマスター４０側から光照射してもよいし、ガラス基板３の下方に配置した光源５４を点灯させガラス基板４６側から光照射してもよいし、光源５２，５４の両方を同時に点灯させサブサブマスター４０側とガラス基板３側との両側から光照射してもよい。
【００４９】
樹脂５Ａが硬化すると、サブサブマスター４０の凹部４４が樹脂５Ａに転写され、樹脂５Ａに対して複数の凸部が形成され、これによりレンズ部５が形成される。このとき、サブサブマスター４０の側面部には不透過層４８が設けられているので、サブサブマスター４０をガラス基板３に対して押圧することによって、サブサブマスター４０とガラス基板３との間から樹脂５Ａがあふれ出ていても、サブサブマスター４０（サブサブマスター成形部４２）の側面部には、樹脂５Ａが硬化しない。
【００５０】
図５（ｂ）に示す通り、所望の箇所に充填された樹脂５Ａが硬化したら、レンズ部５とガラス基板３とをサブサブマスター４０から離型し、ウエハレンズ１が製造される（当該ウエハレンズ１はガラス基板３の表面にのみレンズ部５が形成されたものである）。なお、この際にも、上記真空チャック装置２６０を用いることが好ましい。
【００５１】
以上のように、本発明の実施形態によれば、サブマスター３０のサブマスター成形部３２の側面部や、サブサブマスター４０のサブサブマスター成形部４２の側面部にそれぞれ樹脂３２Ａ，４２Ａの光硬化に寄与する波長に対して不透過な不透過層３８，４８を設けるので、サブマスター３０とサブサブマスター基板４６との間や、サブサブマスター４０とガラス基板３との間から樹脂３２Ａ，４２Ａがあふれ出ても、サブマスター成形部３２やサブサブマスター成形部４２の側面部には樹脂３２Ａ，４２Ａが硬化しない。そのため、あふれ出た樹脂３２Ａ，４２Ａを拭き取るだけで、容易に除去することができ、硬化した樹脂を除去する工程を省略することができる。また、あふれ出た樹脂３２Ａ，４２Ａを容易に除去できることから、その後のサブマスター３０やサブサブマスター４０の離型工程でも支障とならずに容易に離型でき、製造効率を上げることができる。さらに、樹脂３２Ａ，４２Ａの注入量の高精度制御がなくても、あふれ出た未硬化樹脂３２Ａ，４２Ａを拭き取るだけで、サブマスター成形部３２と同等寸法のサブサブマスター成形部４２や、サブサブマスター成形部４２と同等寸法のレンズ部５を成形することができる。
【００５２】
なお、以上の説明ではガラス基板３の片面にレンズ部５を設ける方法について説明したが、ガラス基板３の両面にレンズ部５を設ける場合には、図５（ａ）の状態において、サブサブマスター基板４６を離型しない状態で上下反転させ、ガラス基板３の他方の面（レンズ部５が設けられていない側の面）に樹脂を塗布する。その後、塗布した樹脂に対して、新たなサブサブマスターを押圧させ、光照射によって樹脂を硬化させる。その後、２つのサブサブマスターを離型すればよい。
その他、両面にレンズ部を形成する方法としては、まず、新たなサブサブマスター上に樹脂を塗布しておく。そして、図５（ａ）の状態のガラス基板３、レンズ部５及びサブサブマスター４０を、塗布した樹脂の上方からガラス基板３の他方の面（レンズ部５が設けられていない側の面）を押圧する。次いで、光照射によって樹脂を硬化させ、最後に２つのサブサブマスターを離型する方法がある。
【００５３】
また、上記説明では、サブサブマスター４０を用いてウエハレンズ１を作製したが、サブサブマスター４０を作製せずに、サブマスター３０から直接的にウエハレンズ１を作製してもよい。この場合、ウエハレンズ１のレンズ部５を凸状とするためには、レンズ部５の凸状に対してネガ形状となる凹部を有するサブマスター（図示しない）や、ポジ形状となる凸部を有するマスター（図示しない）を使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ウエハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図２】マスター、サブマスター、サブサブマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図３】ウエハレンズの製造方法を説明するための図面である。
【図４】ウエハレンズの製造方法を説明するための図面である。
【図５】ウエハレンズの製造方法を説明するための図面である。
【図６】従来例を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ウエハレンズ
３  ガラス基板
５  レンズ部（光学部材）
５Ａ  樹脂
３０  サブマスター（サブマスター型部材）
３２  サブマスター成形部
３２Ａ  樹脂
３４  凸部
３６  サブマスター基板
３８  不透過層
４０  サブサブマスター（サブサブマスター型部材）
４２  サブサブマスター成形部
４２Ａ  樹脂
４４  凹部
４６  サブサブマスター基板
４８  不透過層
５２，５４  光源
３００  成形装置
【図１】
2010105357.tif 000003
【図２】
2010105357.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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